Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Horyzont
Strona główna Tygodnik "Nature"

Anatomia zmysłu elektrorecepcji

Dokładny mechanizm elektrorecepcji naukowcy odkryli dopiero teraz, pomimo, że podstawy anatomiczne elektrorecepcji wykazywanej przez rekiny czy płaszczki są znane od dziesięcioleci. W jaki sposób receptory wychwytują słabe sygnały?


Biolodzy z Uniwersytetu Kalifornijskiego (San Francisco) przebadali Leucoraja erinacea, czyli raje kanadyjskie. Podczas eksperymentów przeanalizowano cały mechanizm elektrorecepcji: od genów po zachowanie przez fizjologię komórki.

Jak podkreśla dr David Julis, rekiny i płaszczki właściwe mają jedne z najbardziej wrażliwych elektroreceptorów, jakie możemy znaleźć w świecie zwierząt. Jeśli zrozumiemy działanie będzie to jak opisanie światłoczułych białek z oka – dzięki temu można zajrzeć w całkiem nowy, zmysłowy świat.

Podczas badań kalifornijscy naukowcy na początku wyizolowali komórki elektroreceptorowe. Następnie uzyskali zapis dwóch prądów jonowych: 1) prądu wapniowego bramkowanego napięciem, który doprowadza do wzrostu stężenie Ca2+ wewnątrz komórek w odpowiedzi na zaburzenia elektryczne i 2) prądu potasowego, który zmienia właściwości elektryczne komórki i aktywowany jest jonami Ca2+. Te dwa prądy wpływają na siebie i tworzą w błonie komórkowej oscylacje elektryczne, które są odpowiedzialne za ogromną wrażliwość na warunki zewnętrzne. Oscylacje działają podobnie jak wzmacniacz, który pozwala płaszczkom i rekinom wyczuć zakłócenia, które są wytwarzane przez pole elektryczne organizmu ofiary.

Badania z wykorzystaniem ekspresji genów potwierdziły, że w procesie elektrorecepcji wykorzystywane są 2 podtypy kanałów potasowych i wapniowych: BK i Cav1.3, które posiadają unikatowe właściwości. Gdy podczas badań naukowcy wprowadzali do podobnych genów kanałów jonowych szczurów mutacje celowane okazało się, że kanały te miały właściwości elektryczne zbliżone do kanałów rai.

Autorzy artykuły w Nature podczas swoich badań behawioralnych umieszczali płaszczki w akwariach, które pod warstwą piachu miały ukryte źródło prądu. Płaszczki biorące udział w eksperymencie spędzały sporo czasu na ustawianiu się w kierunku źródła prądu i eksplorowaniu odpowiedniego obszaru. Z kolei ryby o unieczynnionych farmakologicznie kanałach były nieświadome, że w pobliżu znajduje się symulowany posiłek.

Przeprowadzone badania wskazują, jak rekiny i raje odnajdują posiłek. Dzięki temu eksperymentowi możemy również zajrzeć w naszą własną biologię. Badacze podkreślają, że istnieje ewolucyjne powiązanie pomiędzy układem słuchowym ssaków a zmysłem elektrycznych wspomnianych ryb. Można to dostrzec na przykład w podobieństwie pomiędzy działaniem komórek rzęsatych ucha wewnętrznego i działaniem elektroreceptorów ryb. Jak wyjaśnia dr Nicholas Bellono – wersje tych samych kanałów jonowych, które posiadają nieco inne właściwości elektryczne są bardzo ważne dla naszych uszu. Jeśli ustalimy, jaki wpływ na funkcje elektryczne mają różnice w kanałach to może mieć to ogromne znaczenie dla zrozumienia układu słuchowego.

Dr Duncan Leitch podsumowuje Elektrorecepcja wielokrotnie ulegała zmianom na drzewie filogenetycznym. Bardzo ciekawe byłoby więc zobaczyć, jak inne gatunki rozwiązały podobne problemy.

Źródło: University of California, San Francisco

 



Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

znajdz nas na fcb
Informacje dnia: Anteny nanofotoniczne do badania chorób w nanoskali Komputer pomoże w poszukiwaniu nowych leków Kawa chroni przed rakiem prostaty Zanieczyszczenia powietrza wchodzą w krew Lepsze źródło neuronalnych komórek macierzystych Krew ludzka czyni myszy mądrzejszymi Anteny nanofotoniczne do badania chorób w nanoskali Komputer pomoże w poszukiwaniu nowych leków Kawa chroni przed rakiem prostaty Zanieczyszczenia powietrza wchodzą w krew Lepsze źródło neuronalnych komórek macierzystych Krew ludzka czyni myszy mądrzejszymi Anteny nanofotoniczne do badania chorób w nanoskali Komputer pomoże w poszukiwaniu nowych leków Kawa chroni przed rakiem prostaty Zanieczyszczenia powietrza wchodzą w krew Lepsze źródło neuronalnych komórek macierzystych Krew ludzka czyni myszy mądrzejszymi

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab